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El desarrollo del PRFV surge de la creciente demanda de nuevos materiales con mayor rendimiento, menor peso, mayor resistencia a la corrosión y mayor eficiencia energética. Gracias al desarrollo de la ciencia de los materiales y la mejora continua de la tecnología de fabricación, el PRFV ha ido adquiriendo gradualmente una amplia gama de aplicaciones en diversos campos. El PRFV generalmente consiste enfibra de vidrioy una matriz de resina. Específicamente, el GFRP se compone de tres partes: fibra de vidrio, matriz de resina y agente interfacial. La fibra de vidrio es un componente esencial del GFRP. Se fabrica mediante la fusión y el estirado del vidrio, y su componente principal es el dióxido de silicio (SiO₂). Las fibras de vidrio ofrecen ventajas como alta resistencia, baja densidad, resistencia al calor y a la corrosión, lo que proporciona resistencia y rigidez al material. La matriz de resina actúa como adhesivo del GFRP. Entre las matrices de resina más comunes se encuentran las de poliéster, epoxi y fenólica. La matriz de resina presenta buena adhesión, resistencia química y resistencia al impacto, lo que permite fijar y proteger la fibra de vidrio y transferir las cargas. Por otro lado, los agentes interfaciales desempeñan un papel fundamental entre la fibra de vidrio y la matriz de resina. Estos agentes mejoran la adhesión entre ambas y, por consiguiente, las propiedades mecánicas y la durabilidad del GFRP.
La síntesis industrial general de GFRP requiere los siguientes pasos:
(1) Preparación de fibra de vidrio:El material de vidrio se calienta y se funde, y se prepara en diferentes formas y tamaños de fibra de vidrio mediante métodos como el estirado o la pulverización.
(2) Pretratamiento de la fibra de vidrio:Tratamiento físico o químico de la superficie de la fibra de vidrio para aumentar su rugosidad superficial y mejorar la adhesión interfacial.
(3) Disposición de la fibra de vidrio:Distribuya la fibra de vidrio pretratada en el aparato de moldeo según los requisitos de diseño para formar una estructura de disposición de fibras predeterminada.
(4) Matriz de resina de recubrimiento:Recubra uniformemente la matriz de resina sobre la fibra de vidrio, impregne los haces de fibras y ponga las fibras en contacto total con la matriz de resina.
(5) Curado:Curar la matriz de resina mediante calentamiento, presión o el uso de materiales auxiliares (por ejemplo, agente de curado) para formar una estructura compuesta resistente.
(6) Postratamiento:El GFRP curado se somete a procesos de postratamiento como recorte, pulido y pintura para lograr la calidad superficial final y los requisitos de apariencia.
Del proceso de preparación descrito anteriormente, se puede observar que en el proceso deProducción de GFRPLa preparación y disposición de la fibra de vidrio se puede ajustar según los diferentes objetivos del proceso, se pueden utilizar diferentes matrices de resina para distintas aplicaciones y se pueden emplear diferentes métodos de postprocesamiento para lograr la producción de GFRP para diversas aplicaciones. En general, el GFRP suele tener una variedad de buenas propiedades, que se describen en detalle a continuación:
(1) Ligero:El PRFV tiene una baja densidad en comparación con los materiales metálicos tradicionales y, por lo tanto, es relativamente ligero. Esto resulta ventajoso en numerosos sectores, como el aeroespacial, el automotriz y el de equipamiento deportivo, donde se puede reducir el peso propio de la estructura, lo que mejora el rendimiento y la eficiencia del combustible. Aplicado a estructuras de edificios, la ligereza del PRFV permite reducir eficazmente el peso de los rascacielos.
(2) Alta resistencia: materiales reforzados con fibra de vidrioPoseen una alta resistencia, especialmente a la tracción y a la flexión. La combinación de la matriz de resina reforzada con fibra y la fibra de vidrio permite soportar grandes cargas y tensiones, por lo que el material destaca por sus excelentes propiedades mecánicas.
(3) Resistencia a la corrosión:El PRFV posee una excelente resistencia a la corrosión y no es susceptible a medios corrosivos como ácidos, álcalis y agua salada. Esto supone una gran ventaja para su uso en diversos entornos exigentes, como en ingeniería naval, equipos químicos y tanques de almacenamiento.
(4) Buenas propiedades aislantes:El GFRP posee buenas propiedades aislantes y puede aislar eficazmente la conducción de energía electromagnética y térmica. Esto hace que el material se utilice ampliamente en el campo de la ingeniería eléctrica y el aislamiento térmico, como en la fabricación de placas de circuitos impresos, manguitos aislantes y materiales de aislamiento térmico.
(5) Buena resistencia al calor:GFRP tienealta resistencia al calory es capaz de mantener un rendimiento estable en entornos de alta temperatura. Esto hace que se utilice ampliamente en los sectores aeroespacial, petroquímico y de generación de energía, como en la fabricación de álabes de motores de turbina de gas, tabiques de hornos y componentes de equipos para centrales térmicas.
En resumen, el PRFV presenta ventajas como alta resistencia, ligereza, resistencia a la corrosión, buenas propiedades aislantes y resistencia al calor. Estas propiedades lo convierten en un material ampliamente utilizado en la construcción, la industria aeroespacial, la automotriz, la energética y la química.